JPH0911292A - フェノール樹脂成形材料の射出成形方法 - Google Patents

フェノール樹脂成形材料の射出成形方法

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JPH0911292A
JPH0911292A JP16504195A JP16504195A JPH0911292A JP H0911292 A JPH0911292 A JP H0911292A JP 16504195 A JP16504195 A JP 16504195A JP 16504195 A JP16504195 A JP 16504195A JP H0911292 A JPH0911292 A JP H0911292A
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JP
Japan
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screw
resin
kneading
molding
kneading part
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JP16504195A
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English (en)
Inventor
Eiji Funatsu
栄二 船津
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Sumitomo Bakelite Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Bakelite Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 フェノール樹脂成形材料の射出成形方法にお
いて、スクリュー先端部に樹脂混練部を設けたスクリュ
ーであって、樹脂混練部のフライトが2〜4条のスクリ
ュー形状をしており、樹脂混練部の材料流路の断面積S
1と該混練部を除くスクリュー本体部の材料流路の断面
積S2との比S1/S2が0.6〜1.0であるスクリ
ューを有する射出成形機を用いて、100℃での溶融粘
度が104Pa・S〜5×106 Pa・Sのフェノール
樹脂成形材料を射出成形する。 【効果】 樹脂混練部で材料を良く混練し、樹脂温度を
高くして成形サイクルを上げることができる上に、これ
と相反する特性である熱安定性に悪影響を与えることな
く連続成形ができるため、インラインスクリュー式射出
成形機を用いたフェノール樹脂成形材料成形方法として
好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフェノール樹脂成形材料
の射出成形方法において、樹脂混練部を設けたスクリュ
ーで溶融樹脂を均一に混練することで、硬化時間の短縮
を可能とする射出成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】熱硬化性樹脂は、一般的にいって、最初
の加熱により可塑化し、過度の加熱により硬化して再度
可塑化しない特性を有していて、一般の熱可塑性樹脂の
常時加熱溶融性と区別されるべき性質である。そしてこ
の種の熱硬化性樹脂の成形技術に於いては、熱可塑性樹
脂の場合とはまた違った以下のような問題がある。
【0003】従来、熱硬化性樹脂射出成形機のスクリュ
ーは可塑化時に加熱筒内で、材料が事前に硬化しないよ
う低圧縮比のフルフライトスクリューが使用される。こ
のため、複合樹脂材料が使用される場合、加熱筒内で材
料が十分効果的に混練されにくい。さらにはスクリュー
の1ショットで金型へ射出された材料の温度分布が金型
内においては一様でなく、故に均質な成形品が得られが
たい欠点がある。同時に成形サイクルは、射出される材
料温度の最も低い部分に合わせて長く決めなければなら
ないので、生産能率を上げることが難しい。
【0004】上記のような欠点を除く方法として、混練
を良くするため、スクリューの圧縮比を通常の熱硬化性
樹脂射出成形用スクリューよりも大きくしたものが一部
使用されることがあるが、加熱筒内で剪断力や圧縮力等
が加わり、これが熱発生の原因となって成形材料の熱安
定性が非常に悪くなる。これらの欠点を改良するため
に、インラインスクリュー式熱硬化性樹脂射出成形機に
おける混練機構として、射出スクリューの先端部に加熱
筒内壁との間の適当な間隙・溝及びピンなどを有する射
出成形装置が検討され、一部で実用化されている。
【0005】しかし、これらの方法では計量時可塑化さ
れた材料をスクリュー先端に送り込むとき、フルフライ
ト部のスクリュー溝に沿って送られてきた可塑化された
材料は、スクリュー先端にある混練部で流路を絞られる
ために抵抗を受け、スクリュー先端に送り込まれるスピ
ードが著しく遅くなったり、混練部での発熱が大きくな
りすぎ、材料がシリンダー内で硬化してしまう問題がし
ばしば発生する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、フェノール
樹脂成形材料の射出成形において、混練機能を良くして
材料温度を上げて成形サイクルを上げようとした時に、
材料の溶融粘度と混練機能による発熱のバランスをとる
ことで、加熱筒内における材料の熱安定性を維持したま
ま硬化時間の短縮が可能な成形方法を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、フェノール樹
脂成形材料の射出成形方法において、スクリュー先端部
に樹脂混練部を設けたスクリューであって、樹脂混練部
のフライトが2〜4条のスクリュー形状をしており、樹
脂混練部の材料流路の断面積S1と該混練部を除くスク
リュー本体部の材料流路の断面積S2との比S1/S2
が0.6〜1.0であるスクリューを有する射出成形機
を用いて、100℃での溶融粘度が104 Pa・S〜5
×106 Pa・Sのフェノール樹脂成形材料を射出成形
することを特徴とする射出成形方法に関するものであ
る。
【0008】以下、図1から図7によって本発明を詳細
に説明する。図1は、現在最も一般的に使用されている
インラインスクリュー式熱硬化性樹脂射出成形機におけ
る加熱筒及びスクリューを示す概略断面図である。図2
は、本発明におけるインラインスクリュー式熱硬化性樹
脂射出成形機の加熱筒及びスクリューを示す概略断面図
であって、ホッパー3内の樹脂材料はスクリュー回転に
伴い、スクリュー本体2に沿って運ばれ、樹脂混練部5
を通過する。その際樹脂混練部5と加熱筒9の内壁との
間において、強い剪断力を受けて発熱し、加熱筒先端部
において高い予熱温度となって計量される。その後、金
型4内に射出されるが、高い予熱温度が得られているた
め、通常のフルフライトスクリューによる成形に比較し
て金型内における硬化時間を大幅に短縮することが可能
となる。
【0009】本発明において、シリンダーの内径は通常
30〜70mm程度であり、樹脂混練部のフライトの数は
2〜4本である。図3、図4、図5、図6及び図7に本
発明における樹脂混練部又はスクリューの形状を示す。
図3は樹脂混練部の拡大側面図であり、図4は図3のA
−A断面図であり、図5は図3のB−B断面図である。
図6は図3のC−C断面図であり、図7は図3のD−D
断面図であり、(a)は二条スクリュー、(b)は三条
スクリュー、(c)は四条スクリューを示す。図7及び
図8において、最外の円周はシリンダー又は加熱筒の内
周面を示す。
【0010】以下、本発明を具体的に説明する。図3に
おいて、混練部のフライトの数(谷部6又は山部7の
数)は2〜4本であるが、この範囲とすることで、熱安
定性を低下させずに硬化時間を短縮することが可能とな
る。なお、フライトの数5本以上とすると、各溝の幅が
狭くなり過ぎ、スクリューの加工しやすさ、強度及び耐
摩耗性の観点より好ましくない。
【0011】図6及び図7において、混練部の材料流路
の断面積S1と混練部を除くスクリュー本体部の材料流
路の断面積S2との比S1/S2は0.6〜1.0であ
るが、0.6より小さいと、熱安定性、計量時間の点で
問題となることがあり、1.0より大きいと硬化時間短
縮の効果が小さくなる傾向がある。更に、図3において
前記スクリューの混練部の長さL がスクリュー外形φ
Dの比(L/φD)は0.5〜2.0であることが好ま
しい。0.5より小さいと硬化時間短縮の効果が小さく
なり、2.0より大きいと熱安定性の低下の恐れがあ
る。
【0012】また、好ましくは、図4及び図5に示した
ように前記スクリューの混練部に谷部においてその深さ
を通常の深さより浅くした段差部8を設ける。この段差
部8により混練効果をより向上することができる。段差
部8の深さは通常の谷部6の深さより浅くするが、山部
7と同じ高さであってもよい。t1 は樹脂混練部におい
て、谷部6の段差部8と加熱筒9の内壁との間隙が最も
小さい部分の間隙値を表し、t2 は樹脂混練部の山部7
と加熱筒9の内壁との間隙が最も小さい部分の間隙値を
表わす。t1 は0.6〜5mmの範囲が好ましく、t2 は
0.01〜5mmの範囲にあることが好ましい。
【0013】本発明の最も大きな特長は、スクリュー先
端部に混練部を設け、スクリューの回転により該樹脂混
練部を通過する材料に剪断力を加え、材料温度を上昇さ
せて硬化時間を短縮させる方法において、(a)フェノ
ール樹脂の成形材料の溶融粘度、(b)該混練部のフラ
イトの数及び混練部の材料流路の断面積S1と混練部を
除くスクリュー本体部の材料流路の断面積S2との比S
1/S2、更には、(c)混練部の長さ及び混練部の谷
部に設けた段差部の深さ、等を十分考慮してバランスよ
く設計することで、計量性が良く、熱安定性に優れてい
る上に硬化時間を短縮することが可能になることであ
る。
【0014】材料の溶融粘度によって硬化時間と熱安定
性に差がみられる。この理由は以下の通りであると考え
られる。 (1)混練部に送られてきた材料は、混練部と加熱筒内
壁との間において、強い剪断力を受けて発熱するが、そ
の発熱量は溶融した材料の粘度によって異なり、粘度が
高いほど、加熱筒先端部に計量貯蓄される溶融材料の温
度が高くなる。 (2)金型内に射出される材料温度が高く予熱されてい
るほど、金型内における硬化時間を大幅に短縮すること
が可能となる。 (3)一方、加熱筒先端部に計量し保持される溶融材料
の温度が高くなるほど、加熱筒内での硬化が進み、熱安
定性が悪化してくる。
【0015】この結果より、100℃における溶融粘度
が5×106 〜104 Pa・sであるフェノール成形材
料を上記のような混練部を有するスクリューと組合せて
使用することにより、熱安定性を維持しながら硬化時間
短縮の効果を奏することができ、実用的に価値のある方
法を提供することができる。
【0016】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。各実施例において、特性の判定基準は以下の通
りである。 (1)硬化時間 ○:熱硬化性樹脂用汎用スクリューでの硬化時間より1
0%以上短縮可 △:熱硬化性樹脂用汎用スクリューでの硬化時間より5
%以上短縮可 ×:熱硬化性樹脂用汎用スクリューでの硬化時間より短
縮5%未満 (2)熱安定性 ○:連続50ショット以上連続成形可能 △:連続10〜50ショット連続成形可能だが、次第に
射出時間が長くなる傾向がある ×:連続10ショット未満でショートショットになる (3)計量時間 ○:熱硬化性樹脂用汎用スクリューでの計量時間の11
0%未満 △:熱硬化性樹脂用汎用スクリューでの計量時間の11
0%以上〜150%未満 ×:熱硬化性樹脂用汎用スクリューでの計量時間の15
0%以上
【0017】《実施例1》熱硬化性樹脂射出成形機は次
の諸元を有するものを使用した。 型締力 :100トン シリンダー内径(スクリュー径φD):40mm 最大射出量:250cm2 この成形機に使用する射出スクリューは先端部に樹脂混
練部を有するもので、そのスクリューの諸元を次の通り
とした。 樹脂混練部の溝の数 n=3 断面積S1とS2の比 S1/S2=0.8 混練部の長さの比 L/φD=1.0 樹脂混練部の谷部の段差部と加熱筒内壁との最小間隙値
t1=3.3(mm) 樹脂混練部の山部での加熱筒内壁との最小間隙値 t2=
2(mm)
【0018】次に、成形材料は、100℃での溶融粘度
が103 〜107 Pa・sで、木粉を充填材とするフェ
ノール樹脂成形材料を用いた。成形条件は次の通り設定
した。 射出圧力:64.1MPa 加熱筒温度:90℃(前部)〜50℃(後部) 計量値:約50mm 以上の条件で成形した。結果は表1の通りであった。
【0019】
【表1】
【0020】(材料の溶融粘度の測定方法)溶融粘度を
島津フローテスター(島津製作所CFT−500C)に
よって測定した。
【0021】《実施例2》下記以外は実施例1と同一の
成形機、成形条件を用い、断面積比(S1/S2)を変
えた射出スクリューを次の通り設定し、成形を行なっ
た。 断面積S1とS2の比 S1/S2=0.5〜1.2 フェノール樹脂成形材料は次のものを用いた。 100℃での溶融粘度が106 Pa・sの成形材料 以上の条件で成形した。結果は表2の通りであった。
【0022】
【表2】
【0023】《実施例3》下記以外は実施例1と同一の
成形機、成形条件を用い、混練部の長さを変えた射出ス
クリューを次の通り設定し、成形を行なった。 混練部の長さの比 L/φD=0.3〜2.5 断面積S1とS2の比 S1/S2=0.8 フェノール樹脂成形材料は次のものを用いた。 100℃での溶融粘度が106 Pa・sの成形材料 以上の条件で成形した。結果は表3の通りであった。
【0024】
【表3】
【0025】《実施例4》下記以外は実施例1と同一の
成形機、成形条件を用い、混練部のフライトの数を変え
た射出スクリューを次の通り設定し、成形を行なった。 混練部のフライトの数 n=1〜4 混練部の長さの比 L/φD=1.0 断面積S1とS2の比 S1/S2=0.8 フェノール樹脂成形材料は次のものを用いた。 100℃での溶融粘度が106 Pa・sの成形材料 以上の条件で成形した。結果は表4の通りであった。
【0026】
【表4】
【0027】《実施例5》下記以外は実施例1と同一の
成形機、成形条件を用い、径の異なるスクリューを次の
通り設定し、成形を行なった。 スクリュー径 φD=30、40、50(mm) 混練部のフライトの数 n=3 混練部の長さの比 L/φD=1.0 断面積S1とS2の比 S1/S2=0.8 段差部:有り又は無し(段差部有りの場合、段差部は混
練部の谷部の深さを通常の深さの1/2とした。) フェノール樹脂成形材料は次のものを用いた。 100℃での溶融粘度が106 Pa・sの成形材料 以上の条件で成形した。結果は表5の通りであった。
【0028】
【表5】
【0029】
【発明の効果】本発明の方法に従うと、樹脂混練部で材
料を良く混練し、樹脂温度を高くして成形サイクルを上
げることができる上に、これと相反する特性である熱安
定性に悪影響を与えることなく連続成形ができるため、
インラインスクリュー式射出成形機を用いたフェノール
樹脂成形材料成形方法として好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来のシリンダー断面及びスクリュー外形の
概略図
【図2】 本発明のシリンダー断面及びスクリュー外形
の概略図
【図3】 図2において、樹脂混練部の側面外形図
【図4】 図3において、A−A断面図
【図5】 図3において、B−B断面図
【図6】 図3において、C−C断面図
【図7】 図3において、D−D断面図
【符号の説明】
1,11 シリンダー 2,12 スクリュー 3,13 ホッパー 4,14 金型 5 樹脂混練部 6 谷部 7 山部 8 溝部の段差部 9 加熱筒 21 樹脂流路 22,24,26 谷部 23,25,27 山部 t1 谷部6の段差部8と加熱筒内壁との間隙が最も小
さい部分の間隙値 t2 山部7と加熱筒内壁との間隙が最も小さい部分の
間隙値 φD スクリューの径 L 混練部の長さ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フェノール樹脂成形材料の射出成形方法
    において、スクリュー先端部に樹脂混練部を設けたスク
    リューであって、樹脂混練部のフライトが2〜4条のス
    クリュー形状をしており、樹脂混練部の材料流路の断面
    積S1と混練部を除くスクリュー本体部の材料流路の断
    面積S2との比S1/S2が0.6〜1.0であるスク
    リューを有する射出成形機を用いて、100℃での溶融
    粘度が104 Pa・S〜5×106 Pa・Sのフェノー
    ル樹脂成形材料を射出成形することを特徴とする射出成
    形方法。
  2. 【請求項2】 前記スクリューの樹脂混練部の長さLが
    スクリューの外径φDの0.5〜2.0倍である請求項
    1記載の射出成形方法。
  3. 【請求項3】 前記スクリューの樹脂混練部の谷部にお
    いてその深さを通常の深さより浅くした段差部を設けた
    請求項1又は2記載の射出成形方法。
JP16504195A 1995-06-30 1995-06-30 フェノール樹脂成形材料の射出成形方法 Pending JPH0911292A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Effective date: 20040312

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02